Los factores que intervienen en los enlaces ascendentes y descendentes

Se definen los factores que intervienen en los enlaces entre el “site” en tierra y el satélite (ascendente) y entre el satélite y el usuario en tierra (descendente).

En cualquier sistema de comunicaciones se debe aceptar que la señal que se recibe diferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y dificultades sufridas en la transmisión. En las señales analógicas, estas dificultades introducen alteraciones aleatorias que degradan la calidad de la señal. En las señales digitales, se producen bits erróneos: un 1 binario se transformará en un 0 y viceversa.

Las perturbaciones más significativas son:

- La atenuación y la distorsión de atenuación. - La distorsión de retardo.

- El ruido.

4.6.1 Potencia isótropa radiada equivalente (PIRE)

Una antena isótropa emite en todas las direcciones de la esfera. Una antena colocada en el foco de una parábola emite un fino haz que contiene toda la potencia del emisor, con lo que la potencia en vatios por metro cuadrado es mucho más importante y recibe el nombre de ganancia de la antena (G); Cuanto mayor es la antena, más estrecho será su haz radiado. La dimensión de la

antena en tierra no está limitada, mientras que la del satélite debe caber en la red de la lanzadera. La PIRE se calcula conociendo la potencia del emisor y la ganancia de la antena y se expresa en decibelios de la forma:

PIRE = 10 log (Pt x G)

4.6.1.1 Debilitamiento durante el trayecto Atenuación Atmosférica Comprende:

El debilitamiento en el espacio libre, que es función de la frecuencia y de la distancia.

El debilitamiento debido a la absorción atmosférica, que varía entre 1,5 dB para el 99% del mes más desfavorable y 4,5 dB durante el 0,1% del mes más desfavorable.

La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de transmisión.

En medios guiados, esta reducción de la energía es por lo general logarítmica y por tanto, se expresa típicamente como un número constante en decibelios por unidad de longitud. En medios no guiados, la atenuación es una función más compleja de la distancia y depende a su vez de las condiciones atmosféricas. 28

Se pueden establecer tres consideraciones respecto a la atenuación: Primera, la señal recibida debe tener suficiente energía para que los circuitos electrónicos en el receptor puedan detectar e interpretar la señal adecuadamente. Segunda, para ser recibida sin error, la señal debe conservar un nivel suficientemente mayor que el ruido. Tercera, la atenuación es una función creciente de la frecuencia.

28

Maral, Gerard y Michel Bousquet. Satellite Communications Systems, 2nd ed. 1993. ) ( 100 ) ( log 10 ₂ 2 db p d Ga ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = λ π

Los dos primeros problemas se resuelven controlando la energía de la señal, para ello se usan amplificadores o repetidores. En un enlace punto a punto la energía de la señal en el transmisor debe ser lo suficientemente elevada para que se reciba con inteligibilidad, pero no tan elevada, tal que sature los circuitos del transmisor, lo que generaría una señal distorsionada. A partir de cierta distancia, la atenuación es inaceptable, lo que requiere la utilización de repetidores o amplificadores que realcen la señal directamente. Este tipo de problemas son todavía más complejos en líneas multipunto, en las que la distancia entre el transmisor y el receptor es variable.

El tercer problema es especialmente relevante para el caso de las señales analógicas. Debido a que la atenuación varia en función de la frecuencia, la señal recibida está distorsionada, reduciéndose así la inteligibilidad. Para soslayar este problema, existen técnicas para ecualizar la atenuación en una banda de frecuencias. En las líneas telefónicas esto se realiza normalmente usando bobinas de carga que cambian las propiedades eléctricas de la línea, dando lugar a un suavizado de los efectos de la atenuación. Otra aproximación alternativa es la utilización de amplificadores que amplifiquen más las frecuencias altas que las bajas.

4.6.1.2 Ganancia a la entrada del receptor

La ganancia de una antena se define como la relación entre la densidad de potencia radiada en una dirección, a una distancia y la densidad de potencia que radiaría a la misma distancia una antena isotrópica con la misma potencia entregada.

4.6.2 Relación C/N (carrier / noise o portadora / ruido)

En cualquier dato transmitido, la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada, debido a distorsiones introducidas por el sistema de transmisión, además de las señales no deseadas que se insertaran en algún punto entre el emisor y el receptor. A estas últimas señales no deseadas se les denomina ruido. El ruido es el factor de mayor importancia a la hora de limitar las prestaciones de un sistema de comunicación.

La señal de ruido se puede clasificar en cuatro categorías: - Ruido Térmico

- Ruido de Ínter modulación - Diafonía

- Ruido Impulsivo

Es la relación entre la potencia de la señal recibida (C) en la banda de frecuencia (B) del receptor y la potencia (N) del ruido que viene dada por la expresión N=kTB:

C/N = E + G - A -10 log T - 10 log B - 10 log k

Donde E = PIRE (dBW), G es la ganancia de la antena en dB, A es la atenuación global en dB, T temperatura de ruido de la antena y del cabezal LNB, B anchura de banda FI del receptor (Mhz) y k la constante de Boltzmann.

4.6.2.1 Factor de calidad G/T de la estación

Este factor permite elegir la antena más conveniente en función de C/N. (G/T)dB = C/N + E + A + 10 log B + 10 log k

4.6.3 Distorsión de retardo.

La distorsión de retardo es un fenómeno peculiar de los medios guiados. Ésta distorsión está causada por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal en el medio varía con la frecuencia. Para una señal de banda limitada, la velocidad tiende a ser mayor cerca de la frecuencia central y disminuye al acercarse a los extremos de la banda. Por tanto, los distintos componentes en frecuencia de la señal llegarán al receptor en instantes diferentes de tiempo, dando lugar a desplazamientos en fase entre las diferentes frecuencias.

Este efecto se llama distorsión de retardo porque la señal recibida está distorsionada, debido al retardo variable que sufren sus componentes. La distorsión de retardo es particularmente crítica en la transmisión de datos digitales. Supóngase que se está transmitiendo una secuencia de bits, utilizando una señal analógica o digital. Debido a la distorsión de retardo, algunos de los componentes de la señal en un bit se desplazarán hacia otras posiciones, provocando interferencia entre símbolos. Este hecho es el factor que limita principalmente la calidad de transmisión máxima en un canal de transmisión.